Globales Klima (100% theoretisch)

[jens.ebinger]

Hallo.

Ich bins mal wieder mit einer meiner theoretischen Fragen. Nicht hauen, bitte.

Ich hab mal irgendwo gelesen, dass wenn die Erde im Jahresmittel 10% weiter weg von der Sonne oder 10% näher dran an der Sonne wäre, das zie,mlich deutliche Folgen für die Pflanzen- und Tierwelt auf der Erde hätte.

Was meint ihr? Kann das stimmen?

Ciao.

J.E.

PS: Mir gehts nicht um Religion oder Klimapolitik sondern um die reine Physik (Sonneneinstrahlung)

[Chief Wiggum]

Wenn schon bei einer konstanten Kreisbahn der Erde um die Sonne die Bahnneigung der Erde (Ekliptik) Auswirkungen auf das Klima hat (Jahreszeiten), dann sollte doch klar sein, dass eine grössere oder kleinere Umlaufbahn der Erde um die Sonne ein gleiches Ergebnis (Auswirkung auf das Klima) ergibt.

[Klotzkopp]

Die ankommende Strahlungsenergie hängt vom Quadrat der Entfernung ab. 10% Änderung bei der Entfernung entsprechen also 21% bei der Energie.

[Chief Wiggum]

Zum Vergleich müsste man jetzt mal ausrechnen, wie hoch die Strahlungsdifferenz durch die Ekliptik von 23° z.B. in Mitteleuropa beträgt.

[jens.ebinger]

Die ankommende Strahlungsenergie hängt vom Quadrat der Entfernung ab. 10% Änderung bei der Entfernung entsprechen also 21% bei der Energie.

Warum das Quadrat? Wenn ein Stein ins Wasser fällt, dann gibts an der Oberfläche Wellen, deren Werte (würde ich vermuten) folgen einer quadratischen Funktion, weil es eben ein Oberfläche ist.

Sonne und Erde sind aber Körper, die sollten doch "hoch 3"-Gesetzen folgen? Oder hab ich da nen Denkfehler? Also statt 21% 33% Prozent, oder?

Mit "ziemlich deutliche Folgen für die Pflanzen- und Tierwelt" vermute ich mich an "Eiszeit oder Wüste" zu errinnern. Kann aber falsch sein.

[Klotzkopp]

Warum das Quadrat?

...

Sonne und Erde sind aber Körper, die sollten doch "hoch 3"-Gesetzen folgen?

Was sind denn "hoch 3"-Gesetze? Glaubst du, alles, was mit Körpern zu tun hat, muss irgendwo ein 3 im Exponenten haben? Da muss ich dich enttäuschen.

Wenn die Erde eine der Sonne zugewandte Scheibe wäre, würde sie dieselbe Menge an Strahlungsenergie abbekommen.

Alle Punkte, die dieselbe Entfernung von der Sonne haben, bilden eine Fläche (vereinfacht eine Kugeloberfläche). Diese Fläche bekommt, unabhängig von der Entfernung, die gesamte Strahlung ab. Die Größe dieser Fläche steigt mit dem Quadrat der Entfernung. Relevant für die Strahlung ist nur die Projektion der Erde auf diese Fläche, die bestimmt den Anteil der Strahlung, die die Erde trifft.

[jens.ebinger]

Wenn die Erde eine der Sonne zugewandte Scheibe wäre, würde sie dieselbe Menge an Strahlungsenergie abbekommen.

okay, mein Denkfehler *patsch-vor-die-eigene-Stirn*

"Der mittlere Abstand des Zentrums der Erde vom Zentrum der Sonne ist die große Bahnhalbachse und beträgt etwa 149.597.870 km. Ursprünglich wurde dieser Abstand der Definition der Astronomischen Einheit (AE) zugrunde gelegt, die als astronomische Längeneinheit hauptsächlich für Entfernungsangaben innerhalb des Sonnensystems verwendet wird. Der sonnennächste Punkt der Erde, das Perihel, liegt bei 0,983 AE und ihr sonnenfernster Punkt, das Aphel, bei 1,017 AE." von Erde - Wikipedia

Wikipedia sagt also die Abweichung zwischen sonnennächsten Punkt und sonnenfernsten Punkt ist ungefähr 3-4%.

Wikepedia sagt ausserdem "Die Jahreszeiten werden in erster Linie von der Einstrahlung der Sonne verursacht und können infolgedessen durch Temperatur- und/oder Niederschlagsmengenschwankungen geprägt sein. "

D.h. eine (theoretisch) grössere Entfernung von der Sonne bewirkt auch stärkere Jahreszeiten. Aha!

Interessant wäre natürlich wie weit runter bzw. rauf die Temperaturen gehen würden. Hat mal jemand einen grossen Kran zwecks Ausprobieren?

[Klotzkopp]

Wikepedia sagt ausserdem "Die Jahreszeiten werden in erster Linie von der Einstrahlung der Sonne verursacht"

Das ist sehr allgemein formuliert. Der Jahreszeiten-Artikel bei Wikipedia ist da etwas deutlicher.

D.h. eine (theoretisch) grössere Entfernung von der Sonne bewirkt auch stärkere Jahreszeiten. Aha!

Nein, eigentlich nicht. Die Jahreszeiten werden ja nicht durch die schwankende Entfernung zur Sonne verursacht.

[geloescht_JesterDay]

Sonne und Erde sind aber Körper, die sollten doch "hoch 3"-Gesetzen folgen? Oder hab ich da nen Denkfehler?

Ja, hast du (ist dir aber ja schon aufgefallen).

Es hat aber auch nichts mit der Erde als Scheibe zu tun. Stell dir einfach mal 2 Punkte A und B vor. Dazu eine Energie, die sich von A nach B "wellt". Also eine Energiewelle, die sich von A in Richtung B ausbreitet. Auf ihrem Weg verliert die Welle Energie und dabei ist es doch egal ob es sich bei A und B um Körper, Flächen oder einfache Punkte handelt.

[beebof]

Auf ihrem Weg verliert die Welle Energie

Stimmt nicht. Wellen verlieren keine Energie. Wenn die Erde weiter weg wäre, würden nur nicht mehr so viele Wellen die Erde treffen.

[jens.ebinger]

Wellen verlieren keine Energie. Wenn die Erde weiter weg wäre, würden nur nicht mehr so viele Wellen die Erde treffen.

Das hätte ich so spontan auch mal gesagt. :e@sy Zumal es ja kein Wasser oder Beton oder ähnliches zwischen der Erde und der Sonne ist.

[Guybrush Threepwood]

Aber doch lauter andere Dinge wie z.B. Wellen aus anderem Ursprund die evtl in die entgegengesetzte Richtung laufen, Schwerkraftsfelder etc..

Ich würde schon vermuten das die Strahlungswellen von der Sonne auf ihrem Weg zur Erde an Energie verlieren bzw. diese Umgeleitet wird, ka was der Richtige Begriff dafür ist.

[beebof]

Energie kann nicht verloren gehen(Stichwort Energieerhaltung), d.h. die Wellen (wir reden hier von elektromagnetischen Wellen) können nicht einfach an Energie verlieren. Mit anderen EM-Wellen interferieren Wellen (üblicherweise) nicht, mit Kräften auch nicht. Die eigentlich einzige Möglichkeit, die Energie abzugeben (auch teilweise) funktioniert nur über Teilchen. Da der Weltraum allerdings (fast) leer ist, ist dies (nahezu) ausgeschlossen.

[jens.ebinger]

Der Jahreszeiten-Artikel bei Wikipedia ist da etwas deutlicher.

Ah okay, da steht "Stattdessen liegt der Grund für die Jahreszeiten im Winkel und der Dauer der Sonneneinstrahlung. Während im Sommer der Winkel ca. 60° und die Sonnenscheindauer 16-17 Stunden beträgt, sind es im Winter 7-8 Stunden, bei einem Winkel von rund 20°."

Okay, Winkel und Dauer machen die JAhreszeiten.

Was ist aber jetzt mit der Entfernung Erde-Sonne? Wenn man die um 10% nach oben oder unten verändert? Wie wirkt das auf die Jahreszeiten?

[Klotzkopp]

Was ist aber jetzt mit der Entfernung Erde-Sonne? Wenn man die um 10% nach oben oder unten verändert? Wie wirkt das auf die Jahreszeiten?

Die Jahreszeiten hängen nur von der Neigung der Erdachse zu ihrer Umlaufbahn um die Sonne ab. Wenn du nur die Entfernung änderst, wird sich daran nichts ändern, es wird eben nur global wärmer oder kälter. Das wiederum kann natürlich massive Auswirkungen auf globale und lokale Wetterphänomene und damit auch auf die Jahreszeiten haben. Aber man kann nicht pauschal sagen: Ist die Erde weiter von der Sonne entfernt, werden die Jahreszeiten stärker oder schwächer. Will man solche Aussagen, muss man das ganze schon etwas differenzierter betrachten, und die Auswirkungen werden auch nicht überall auf der Erde gleich sein. Es soll ja Gegenden auf der Erde geben, die gar keine Jahreszeiten haben, wie wir sie kennen